Água e Efluentes em uma Usina Termelétrica - Parte 2: Desmineralização de Água

Este é o post 2 da série sobre a importância e os processos de tratamento da água nas usinas termelétricas. E nele vamos explicar os processos mais utilizados para DESMINERALIZAÇÃO DE ÁGUA para geração de vapor.

A água que alimenta a caldeira necessita de um alto grau de pureza, pois os sais que geralmente estão em concentrações da ordem de mg/l (ou ppm) na água filtrada podem causar grandes problemas dentro de uma caldeira. Ao ser transformada em vapor, a água vai concentrando estes sais de tal modo que eles podem precipitar nas paredes internas dos tubos da caldeira, e afetar significativamente a troca térmica, fazendo com que os tubos sobreaqueçam e possam romper.

A concentração máxima de sais que cada caldeira pode receber através da água de entrada está intimamente ligada à temperatura e pressão de operação. Quanto maior a pressão de trabalho de uma caldeira, menor é a concentração permitida de sais, como os ligados à dureza da água (Ca e Mg) e sílica (SiO2).

Para remover estes sais, existem duas tecnologias majoritariamente utilizadas nas usinas: As resinas de troca iônica ou a osmose reversa combinada com eletrodeionização.

As resinas de troca iônica são pellets plásticos do tamanho de um grão de areia que possuem a propriedade de atrair os íons na sua superfície. Existem as resinas catiônicas, que removem os cátions, e as aniônicas, que removem os ânions. Então quando a água passa por uma série de vasos com estas resinas, também chamados de leitos, reduz sua condutividade a valores próximos a 0,055 µS/cm (que é o mínimo teórico da água a 25ºC) e valores de sílica abaixo de 20 µg/L. A configuração geralmente utilizada na planta de troca iônica é: leito catiônico, leito aniônico e leito misto (que possui ambas resinas).

A osmose reversa, precedida de um pré-tratamento por ultrafiltração, retira os íons através de uma membrana semipermeável, que permeia água oferecendo uma resistência a todas os cátions e ânions. Após esta etapa, a água ainda passa por um processo de eletrodeionização contínua, que utiliza tecnologias combinadas de resinas mistas separadas por seções e corrente elétrica contínua, fazendo com que os íons sejam separados da água. A qualidade de água em termos de condutividade e sílica são próximas à atingida pelos leitos mistos.

A escolha da tecnologia de desmineralização a ser utilizada é muito específica, pois cada uma possui vantagens e desvantagens, que pesam mais ou menos dependendo de uma série de fatores.

Antes de entrar na caldeira, e durante o processo no ciclo térmico, a água desmineralizada recebe ainda outros produtos químicos, principalmente para sequestrar oxigênio, corrigir pH e remover sais de dureza remanescentes. Tudo isso para evitar corrosão e incrustações nos tubos da caldeira, que podem causar rompimentos.

No post 3 iremos abordar a função da Torre de Resfriamento na usina.

Você pode conferir o post 1 da série clicando aqui: https://www.aguaeefluentes.com.br/post/água-e-efluentes-em-uma-usina-termelétrica-parte-1-principais-usos-da-água-na-usina